Imputação de dados em experimentos multiambientais: novos algoritmos utilizando a decomposição por valores singulares

As análises biplot que utilizam os modelos de efeitos principais aditivos com inter- ação multiplicativa (AMMI) requerem matrizes de dados completas, mas, frequentemente os ensaios multiambientais apresentam dados faltantes. Nesta tese são propostas novas metodologias de imputação simples e múltipla que podem ser usadas para analisar da- dos desbalanceados em experimentos com interação genótipo por ambiente (G×E). A primeira, é uma nova extensão do método de validação cruzada por autovetor (Bro et al, 2008). A segunda, corresponde a um novo algoritmo não-paramétrico obtido por meio de modificações no método de imputação simples desenvolvido por Yan (2013). Também é incluído um estudo que considera sistemas de imputação recentemente relatados na literatura e os compara com o procedimento clássico recomendado para imputação em ensaios (G×E), ou seja, a combinação do algoritmo de Esperança-Maximização com os modelos AMMI ou EM-AMMI. Por último, são fornecidas generalizações da imputação simples descrita por Arciniegas-Alarcón et al. (2010) que mistura regressão com aproximação de posto inferior de uma matriz. Todas as metodologias têm como base a decomposição por valores singulares (DVS), portanto, são livres de pressuposições distribucionais ou estruturais. Para determinar o desempenho dos novos esquemas de imputação foram realizadas simulações baseadas em conjuntos de dados reais de diferentes espécies, com valores re- tirados aleatoriamente em diferentes porcentagens e a qualidade das imputações avaliada com distintas estatísticas. Concluiu-se que a DVS constitui uma ferramenta útil e flexível na construção de técnicas eficientes que contornem o problema de perda de informação em matrizes experimentais.

Efeitos de dois modelos experimentais de dietas hipercalóricas sobre parâmetros comportamentais e biológicos em ratos da linhagem Wistar

O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos de dois modelos experimentais de dietas hipercalóricas em comportamentos de ansiedade, processos de aprendizagem e memória e alterações metabólicas. Os animais foram divididos em seis grupos experimentais, de acordo com a condição nutricional. 1) Controle (C); 2) Dieta de Cafeteria (DC); 3) Dieta Hiperlipídica (DH); 4) Controle AIN-93 (C/AIN-93); 5) Dieta de Cafeteria AIN-93 (DC/AIN-93), e 6) Dieta Hiperlipídica AIN-93 (DH/AIN-93). Posteriormente, os grupos foram subdivididos em dois grupos independentes, conforme a tarefa à qual foram submetidos. Pesagens foram realizadas semanalmente até os 98 dias de vida; foram verificados os pesos do fígado, do coração e o peso de tecido adiposo retroperitoneal e epididimal e foram realizadas dosagens de glicose, triglicérides, TGO e TGP no soro e gordura total, colesterol total e triglicérides no fígado. Os testes utilizados: Labirinto em T Elevado (LTE), Caixa Claro/Escuro e Labirinto Aquático de Morris (LAM). Os resultados de peso corporal, os dados comportamentais do LAM, do LTE e os dados de peso dos tecidos extraídos no dia do sacrifício e as análises bioquímicas foram submetidos a uma Análise de Variância (ANOVA). Quando apropriado, foi utilizado o teste de comparações múltiplas de Newman-Keuls (p< 0,05). Os dados comportamentais do teste claro/escuro foram submetidos ao teste t-Student (p< 0,05). Animais tratados com dieta hiperlipídica apresentaram maiores medidas de peso e ganho de peso comparados aos animais controle e dieta de cafeteria, tratados com pellet e com dieta AIN-93. Animais DH1, DC1, DH1 AIN-93, DH2 AIN-93 e DH2 apresentaram maior peso no dia do sacrifício. Animais DH1, DH1 AIN-93, DH2 e DH2 AIN-93 apresentaram maior acúmulo dos tecidos adiposos retroperitoneal e epididimal. Animais DH1 AIN-93 e DC2 AIN-93 apresentaram maiores níveis de glicose. Animais C2, DH2 e DC2 apresentaram maiores níveis de triglicérides. Animais DH1 e C1 apresentaram menores valores de TGO. Animais C2 e C2 AIN-93 apresentaram maiores níveis de TGO. Animais C1, DH1, C2 e DH2 apresentaram maiores níveis de TGP. Animais DH1 AIN-93, DH1, DH2 e DH2 AIN-93 apresentaram maiores valores de gordura total no fígado. Animais DH1 AIN-93 e DH2 apresentaram maiores níveis de colesterol no fígado. Animais DH1, DC1, DH2 e DH2 AIN-93 apresentaram maiores níveis de triglicérides no fígado. Com relação ao consumo alimentar, animais DH apresentaram maior consumo calórico e maior consumo lipídico quando comparados aos animais C e DC, com ração em pellet ou dieta AIN-93. Com relação ao LTE, não foram verificadas diferenças nas esquivas e na fuga. Animais DC1, DH1 e DH1 AIN-93 apresentaram menores níveis de ansiedade verificados a partir dos dados do teste da caixa claro-escuro. Animais DC2 AIN-93 apresentaram pior desempenho em tarefa de memória. Os dados obtidos a partir deste estudo demonstraram que as dietas utilizadas foram capazes de acarretar ganho de peso, acúmulo de tecido adiposo, alterações metabólicas, diminuição da ansiedade nos animais e pior desempenho em uma tarefa de memória em um dos grupos nutricionais.

Fadiga cíclica flexural de instrumentos Hyflex CM e TF Adaptive em diferentes situações experimentais

O presente estudo teve como objetivo avaliar a resistência à fadiga cíclica flexural dos instrumentos de níquel- titânio, Hyflex CM (Coltène, EUA) e TF Adaptive (SybronEndo, EUA) em diferentes situações experimentais. Todas as limas que foram selecionadas possuíam conicidade 0,04 e diâmetro de ponta 35. Utilizou-se um dispositivo desenvolvido especificamente para realizar o ensaio flexural dinâmico. Os instrumentos TF Adaptive foram divididos em 3 grupos de acordo com o ângulo de curvatura do ensaio: 45º, 60º e 90º e cada grupo subdividido em 2 subgrupos de acordo com o tipo de movimento: rotação contínua e Adaptive. Cada subgrupo era composto por 15 instrumentos TF Adaptive, totalizando 90 instrumentos. Quinze instrumentos Hyflex CM formavam o grupo 4, no ensaio com ângulo de curvatura 90 graus e rotação contínua. A simulação foi realizada em canais artificiais de aço com ângulo de 45, 60, 90 graus e raio 5m m. O número de ciclos e o tempo em segundos até a fratura foram tabulados e analisados. Entretanto, a fadiga cíclica flexural foi significante maior nos três grupos em movimento Adaptive. E as limas TF Adaptive em seu próprio movimento tiveram maior número de ciclos e tempo até a fratura quando comparadas as Hyflex CM no ensaio de 90 graus. Portanto, conclui-se que o sistema Adaptive (limas TF Adaptive + movimento Adaptive) foi mais seguro à resistência á fadiga flexural, e no ensaio de 90 graus o sistema Adaptive foi mais resistente quando comparado com as limas Hyflex CM no movimento de rotação contínua.

Algoritmos recursivos e não-recursivos aplicados à estimação fasorial em sistemas elétricos de potência

Este trabalho apresenta uma análise de algoritmos computacionais aplicados à estimação de fasores elétricos em SEPs. A medição dos fasores é realizada por meio da alocação de Unidades de Medição Fasorial nestes sistemas e encontra diversas aplicações nas áreas de operação, controle, proteção e planejamento. Para que os fasores possam ser aplicados, são definidos padrões de medição, sincronização e comunicação, por meio da norma IEEE C37.118.1. A norma apresenta os padrões de mensagens, timetag, fasores, sistema de sincronização, e define testes para avaliar a estimação. Apesar de abranger todos esses critérios, a diretriz não define um algoritmo de estimação padrão, abrindo espaço para uso de diversos métodos, desde que a precisão seja atendida. Nesse contexto, o presente trabalho analisa alguns algoritmos de estimação de fasores definidos na literatura, avaliando o comportamento deles em determinados casos. Foram considerados, dessa forma, os métodos: Transformada Discreta de Fourier, Método dos Mínimos Quadrados e Transformada Wavelet Discreta, nas versões recursivas e não-recursivas. Esses métodos foram submetidos a sinais sintéticos, a fim de verificar o comportamento diante dos testes propostos pela norma, avaliando o Total Vector Error, tempo de resposta e atraso e overshoot. Os algoritmos também foram embarcados em um hardware, denominado PC104, e avaliados de acordo com os sinais medidos pelo equipamento na saída analógica de um simulador em tempo real (Real Time Digital Simulator).

Estimação de imagens acústicas com arranjos de microfones.

Nas últimas décadas, a poluição sonora tornou-se um grande problema para a sociedade. É por esta razão que a indústria tem aumentado seus esforços para reduzir a emissão de ruído. Para fazer isso, é importante localizar quais partes das fontes sonoras são as que emitem maior energia acústica. Conhecer os pontos de emissão é necessário para ter o controle das mesmas e assim poder reduzir o impacto acústico-ambiental. Técnicas como \"beamforming\" e \"Near-Field Acoustic Holography\" (NAH) permitem a obtenção de imagens acústicas. Essas imagens são obtidas usando um arranjo de microfones localizado a uma distância relativa de uma fonte emissora de ruído. Uma vez adquiridos os dados experimentais pode-se obter a localização e magnitude dos principais pontos de emissão de ruído. Do mesmo modo, ajudam a localizar fontes aeroacústicas e vibro acústicas porque são ferramentas de propósito geral. Usualmente, estes tipos de fontes trabalham em diferentes faixas de frequência de emissão. Recentemente, foi desenvolvida a transformada de Kronecker para arranjos de microfones, a qual fornece uma redução significativa do custo computacional quando aplicada a diversos métodos de reconstrução de imagens, desde que os microfones estejam distribuídos em um arranjo separável. Este trabalho de mestrado propõe realizar medições com sinais reais, usando diversos algoritmos desenvolvidos anteriormente em uma tese de doutorado, quanto à qualidade do resultado obtido e à complexidade computacional, e o desenvolvimento de alternativas para tratamento de dados quando alguns microfones do arranjo apresentarem defeito. Para reduzir o impacto de falhas em microfones e manter a condição de que o arranjo seja separável, foi desenvolvida uma alternativa para utilizar os algoritmos rápidos, eliminando-se apenas os microfones com defeito, de maneira que os resultados finais serão obtidos levando-se em conta todos os microfones do arranjo.

Estudos experimentais sobre a degradação de rochas basálticas. Basaltos da barragem de Capivara, Rio Paranapanema

Estudam-se neste trabalho basaltos do local da barragem de Capivara, tanto do ponto de vista de suas características físicas e petrográficas, como de seu comportamento face a solicitações de ensaios que procuram simular condições de intemperismo. Grande parte das rochas apresentou acentuada diminuição da resistência e de desagregação em fragmentos menores. Os estudos experimentais permitiram comparar as rochas entre si do ponto de vista de sua alterabilidade ou alteração potencial, e comparar a velocidade de alteração natural com a experimental. O parâmetro do estado de alteração utilizado foi o da resistência à abrasão Los Angeles, escolhido graças a experiências preliminares e considerações teóricas.

O papel da formação continuada de física na relação de professores com as atividades experimentais

Esta pesquisa investiga dois professores de Física do ensino médio com grande experiência em sala de aula e frequentadores dos cursos de formação continuada da USP ministrado pelo Instituto de Física no período das férias. Estes professores participam ativamente das atividades mensais propostas pelo grupo de trabalho desses cursos e são profissionais de certo modo implicados com seu processo de aprendizagem e formação. Eles foram acompanhados em um curso ministrado durante o período de férias e em reuniões mensais no Instituto de Física da USP de São Paulo. Utilizamos a metodologia da pesquisa qualitativa, coletando os dados a partir de observações destes professores em diversos contextos e de entrevistas semiestruturadas baseadas em suas histórias de vida. Um dos objetivos da pesquisa foi, à luz da psicanálise, utilizando o autor Wilfred Ruprecht Bion como referencial teórico, compreender as relações que os professores estabelecem com as atividades experimentais e como lidam com as frustrações que estas atividades evocam. Compreendendo esta relação, investigamos qual seria o papel da formação continuada nesta relação dos professores com as atividades experimentais. Propusemos uma organização em categorias para descrever as trajetórias destes dois professores, mostrando de um modo geral como eles lidam com as frustrações, ora enfrentando-as, ora fugindo delas. A partir da observação e entrevistas em ambiente de formação continuada, nosso segundo objetivo foi fazer uma reflexão de como os cursos de formação continuada estão atuando para dar suporte ao professor que busca os cursos e que na maioria das vezes está em um estado de dependência ao invés de ter a autonomia pressuposta pelos formadores. Percebemos que os formadores de uma maneira geral não estão servindo de continentes para as frustrações e angústias provenientes das experiências emocionais dos professores que surgem do contato com as atividades experimentais. Desta forma concluímos que devemos repensar os cursos de formação continuada para que possam contemplar as subjetividades do professor.

Utilização de pulsos de radiofrequência fortemente modulados no processamento de informação quântica via ressonância magnética nuclear

Nesta dissertação apresentamos um trabalho de desenvolvimento e utilização de pulsos de radiofreqüência modulados simultaneamente em freqüência, amplitude e fase (pulsos fortemente modulados, SMP, do inglês Strongly Modulated Pulses) para criar estados iniciais e executar operações unitárias que servem como blocos básicos para processamento da informação quântica utilizando Ressonância Magnética Nuclear (RMN). As implementações experimentais foram realizas em um sistema de 3 q-bits constituído por spins nucleares de Césio 133 (spin nuclear 7/2) em uma amostra de cristal líquido em fase nemática. Os pulsos SMP´s foram construídos teoricamente utilizando um programa especialmente desenvolvido para esse fim, sendo o mesmo baseado no processo de otimização numérica Simplex Nelder-Mead. Através deste programa, os pulsos SMP foram otimizados de modo a executarem as operações lógicas desejadas com durações consideravelmente menores que aquelas realizadas usando o procedimento usual de RMN, ou seja, seqüências de pulsos e evoluções livres. Isso tem a vantagem de reduzir os efeitos de descoerência decorrentes da relaxação do sistema. Os conceitos teóricos envolvidos na criação dos SMPs são apresentados e as principais dificuldades (experimentais e teóricas) que podem surgir devido ao uso desses procedimentos são discutidas. Como exemplos de aplicação, foram produzidos os estados pseudo-puros usados como estados iniciais de operações lógicas em RMN, bem como operações lógicas que foram posteriormente aplicadas aos mesmos. Utilizando os SMP\'s também foi possível realizar experimentalmente os algoritmos quânticos de Grover e Deutsch-Jozsa para 3 q-bits. A fidelidade das implementações experimentais foi determinadas utilizando as matrizes densidade experimentais obtidas utilizando um método de tomografia da matriz densidade previamente desenvolvido.